فهرست مطالب

عنوان                                        صفحه
چکیده…1

• مقدمه.2

2-مباحث نظری و مروری بر کارهای انجام‌شده   5
5
2-1-1-ساختار کیتین و کیتوسان. 6
2-1-2-خصوصیات کیتین و کیتوسان. 8
2-1-3-خصوصیات فیزیکی و شیمیایی کیتین و کیتوسان. 8
2-1-4-کاربردهای کیتین و کیتوسان. 8
2-2-گرافن.. 9
2-3-کاربرد کیتین و کیتوسان در حذف یون‌های فلزات سنگین.. 10
2-4-جذب یون‌های فلزات سنگین با بهره گرفتن از گرافن و مشتقات آن. 20
2-5-فرایند جذب… 24
2-5-1-جذب سطحی.. 24
2-5-2-تعادل جذب سطحی.. 24
2-5-3-عوامل مؤثر بر سرعت جذب سطحی.. 25
2-5-3-ب‌- اثر pH….. 25
2-5-3-ت‌-طبیعت فاز جذب شده. 25
2-5-3-ث‌-کشش سطحی.. 25
2-5-4-ترمودینامیک جذب سطحی.. 25
2-5-5-سامانه‌های جذب سطحی.. 26
2-5-6-جاذب ها … 30
2-6-روش‌های تهیه و سنتز گرافن.. 32
2-6-1-روش‌های پایین به بالا.. 32
2-6-2-روش‌های تولید بالا به پایین.. 33
2-6-2-ب‌-گرافیت اکساید. 35
2-7-عامل دار کردن شیمیایی گرافن.. 41
2-7-1-عامل دار کردن کووالانسی.. 42
2-7-2-عامل دار کردن غیرکووالانسی.. 50
2-7-3-تثبیت کردن در یک محیط یونی.. 54
2-7-4-به طور مستقیم از گرافیت… 56
2-8-نانو کامپوزیت‌های گرافن/پلیمر و روش تولید آنها 58
2-8-1-پلیمریزاسیون درجای تعاملی.. 59
2-8-2-تعامل حلالی.. 59
2-8-3-روش تعاملی مذاب… 60
3-کارهای عملی……61
3-1مواد.. 61
3-1-1-کیتوسان..  61
3-1-2-گرافن………..62
3-1-3-تری اتیلن تترامین.. 62
3-1-4-پلی اتیلن گلایکول. 62
3-1-5-فرمالدهید. 62
3-1-6-اتیل استات… 62
3-1-7-اسید سولفوریک…. 62
3-1-8-اسید نیتریک…. 63
3-1-9-سود سوزآور. 63
3-1-10-نمک کادمیوم نیترات… 63
3-1-11-تیونیل کلراید. 63
3-1-12-سدیم………..63
3-1-13-تتراهیدروفوران. 63
3-1-14-دی متیل فرمامید. 64
3-1-15-بنزوفنون. 64
3-2-تجهیزات…. 64
3-2-1-رفلاکس… 64
3-2-2-فیلتریزاسیون خلا.. 64
3-2-3-همزن لرزان. 64
3-2-4-دستگاه pH  متر. 65
3-3-نمونه‌سازی.. 65
3-3-1-اکسید گرافن.. 65
3-3-2-آسیلاسیون نانو گرافن.. 66
3-3-3-عامل دار کردن نانوگرافن.. 66

 

3-3-4-دانه کیتوسان. 67
3-3-5-نانوکامپوزیت دانه کیتوسان. 67
3-3-6-خشک کردن دانه ها 68
3-3-7-روش ساخت محلول یونی کادمیوم. 68
3-3-8-روش خشک کردن دی متیل فرمامید. 68
3-3-9-روش خشک کردن تتراهیدروفوران. 69
3-4-تعیین مشخصات… 71
3-4-1-دستگاه طیف‌سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه. 71
3-4-2-تجزیه وزن سنجی گرمایی (TGA) 71
3-4-3-ریزبین الکترونی روبشی (SEM) 72
3-4-4- سیستم آنالیز عنصری EDX.. 74
3-4-5-دستگاه طیف سنجی جذب اتمی شعله (FAAS) 74
4-نتیجه‌گیری و بحث………..76
4-1-تعیین مشخصات گرافن عامل دار شده. 76
4-1-1-طیف‌سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه. 76
4-1-2-تجزیه وزن سنجی گرمایی.. 78
4-1-3-ریخت‌شناسی نانو ذرات با بهره گرفتن از ریزبین الکترونی روبشی……..79
4-1-4-بررسی تخلخل نانوکامپوزیت ها 82
4-2-بررسی اثر تورم و جذب آب نانو کامپوزیت‌های کیتوسان. 85
4-3-جذب یون کادمیوم از محلول‌های آبی توسط نانوکامپوزیت هیدروژل های کیتوسان گرافن عامل دار شده……..86
4-3-1-به دست آوردن میزان جاذب بهینه جهت جذب یون کادمیوم. 86
4-3-2-به دست آوردن میزان pH بهینه در جذب یون کادمیوم. 88
4-3-3-به دست آوردن زمان تماس بهینه جهت جذب یون کادمیوم. 90
4-3-4-به دست آوردن میزان غلظت یون کادمیوم جهت جذب بهینه یون کادمیوم. 91
5-نتیجه‌گیری و پیشنهاد‌ها………93
مراجع………….95
فهرست شکل ها
شکل ‏2‑1: ساختار واحدهای منومری سلولز، کیتین و کیتوسان[2] 6
شکل ‏2‑2 ساختار شیمیایی  پلیمرهای کیتین و کیتوسان[2] 7
شکل ‏2‑3 جهت‌گیری زنجیره ها در گاما، بتا و آلفا کیتین[2] 8
شکل ‏2‑4 ساختار لانه‌زنبوری گرافن که عنصر مادر و تشکیل دهنده مواد دیگر همچون گرافیت و کربن و فولرن و کربن نانولوله می باشد[4] 10
شکل ‏2‑5 ایجاد اتصالات عرضی و بررسی سازوکار ساختار پس از چند اصلاح: 14
شکل ‏2‑6 به دست آوردن دانه های کیتوسان در حمام سدیم هیدروکساید[16] 15
شکل ‏2‑7 تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی با بزرگنمایی به ترتیب 30 و 500 برابر[16] 16
شکل ‏2‑8 آماده سازی نانو کامپوزیت‌های مغناطیسی کیتوسان[17] 16
شکل ‏2‑9 تغییرات میزان جذب یون آلومینیوم با بهره گرفتن از کیتوسان با تغییر pH [18] 17
شکل ‏2‑10 تغییرات میزان جذب یون مس و سرب با بهره گرفتن از هیدروژل نانو کامپوزیت‌های کیتوسان/گرافن اکساید با گذشت زمان[20] 18
شکل ‏2‑11 تغییرات میزان جذب یون مس و سرب با بهره گرفتن از هیدروژل نانو کامپوزیت‌های کیتوسان/گرافن اکساید با تغییر ترکیب درصد گرافن اکساید[20] 19
شکل ‏2‑12 جذب رنگ های آنیونیEosin Y(سمت چپ) و کاتیونی متیلن بلو(سمت راست) توسط هیدروژل نانو کامپوزیت‌های کیتوسان/گرافن اکساید[20] 19
-RGO (سمت چپ)[21]. 20
شکل ‏2‑14 تصویر نمودار جذب انتخابی جیوه از محلول آبی با بهره گرفتن از کامپوزیت پلی پیرول/گرافن اکساید احیا شده(سمت راست) و تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM)  از این کامپوزیت (سمت چپ)[22]. 21
شکل ‏2‑15 ثبات ایجاد شده در نانوکامپوزیت مونولیت به دلیل استفاده از گرافن اکساید و سایکلودکسترین در مقایسه با مونولیت خالص با گذشت زمان مغروق بودن در آب[23]. 22
شکل ‏2‑16 میزان جذب یون فسفات با بهره گرفتن از گرافن در دماهای متفاوت[25]. 23
شکل ‏2‑17 میزان جذب یون فسفات با بهره گرفتن از گرافن در غلظت های متفاوت یون فسفات[25]. 23
شکل ‏2‑18 جذب سطحی با بهره گرفتن از سامانه غیر پیوسته[26]. 27
شکل ‏2‑19 جذب سطحی با بهره گرفتن از سامانه‌های بستر ثابت[26]. 28
شکل ‏2‑20 جذب سطحی با بهره گرفتن از سامانه بستر ضربه زده[26]. 28
شکل ‏2‑21 جذب سطحی با بهره گرفتن از سامانه بستر متحرک حالت پایا[26]. 29
شکل ‏2‑22 جذب سطحی گاز حامل با بهره گرفتن از سامانه‌های بستر سیال شده[26]. 30
شکل ‏2‑23 به دست آوردن گرافن با منشأ گرافیتی[47]. 34

شکل ‏2‑25 تغییر رنگ احیا گرافن اکساید(سمت چپ) و تبدیل آن به گرافن(سمت راست)[74]. 37
شکل ‏2‑26 تغییر حجم  0.5 گرافن اکساید در اثر گرمادهی سریع تا 1000 و تبدیل شدن به 75 گرافن[47]. 38
شکل ‏2‑27 تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM) از گرافن اکساید احیا شده به روش گرمایی که به شکل یک کاغذ مچاله شده در آمده است[76]. 39
(الف) اکسید کردن گرافن (ب) عامل دار کردن گرافن اکساید با آلکیل آمید و (ج) احیای گرافن عامل دار شده[85] 45
شکل ‏2‑29 عامل دار کردن گرافن احاطه شده توسط سورفکتانت SDBS با نمک دیازونیوم توسط واکنش جانشینی الکتروفیلی[70]. 46
شکل ‏2‑30 واکنش گروه‌های اکسیژنی کربوکسیل(سمت راست) و هیدروکسیل(سمت چپ) روی سطح گرافن اکساید با ایزوسیانات و تولید گرافن عامل دار شده[88]. 47
شکل ‏2‑31 عامل دار کردن گرافن اکساید با اکتادسیل آمین و استفاده از تیونیل کلراید[64]. 48
شکل ‏2‑32 تولید گرافن اکساید از گرافیت(بالا) و گرفت شدن زنجیره های کیتوسان بر روی سطح گرافن اکساید(پایین)[91]. 49
شکل ‏2‑33 گرفت کردن 1و3- دی پلار سایکولادیشن دیازنیوم ییلد بر روی سطح گرافن[93]. 50
شکل ‏2‑34 اصلاح گرافن با توجه به تعامل π-π بین اوربیتال π از گرافن و پلی ایزوپروپیل آکریلامید اختتام یافته با پیرن[100]. 53
شکل ‏2‑35 طرح‌واره‌ای از اصلاح گرافن با PPESO3-[101]. 54
. 55
شکل ‏2‑37 محیط آزمایش(سمت چپ) و لایه برداری از آند گرافیت(سمت راست)[57]. 58
شکل ‏3‑1 سامانه خشک کردن دی متیل فرمامید. 69
شکل ‏3‑2سامانه خشک کردن تتراهیدروفوران. 71
شکل ‏3‑3 دستگاه TGA.. 72
شکل ‏3‑4 دستگاه ریزبین الکترونی روبشی و دستگاه پوشش دهی سطح نمونه‌ها به منظور ایجاد هدایت الکتریکی. 73
شکل ‏3‑5 طیف مرجع آزمون EDX.. 74
شکل ‏3‑6 دستگاه جذب اتمی Perkin-Elmer مدلAanalyst 100. 75
شکل ‏4‑1 طیف زیر قرمز تبدیل فوریه نمونه‌ها 78
‏4‑2 دمانگاشت نانو ذرات گرافن خالص و اکسیدشده و  عامل دار شده. 79
شکل ‏4‑3 ریزنگار میکروسکوپ الکترونی روبشی از (a نانو ذرات گرافن و (b نانو ذرات گرافن اکسیدشده و (c نانو ذرات گرافن عامل دار شده با تری اتیلن تترامین.. 80
شکل ‏4‑4 تصاویر EDX میکروسکوپ الکترونی روبشی از یک لایه گرافن عامل دار شده با تری اتیلن تترامین (a توزیع گروه‌های عاملی اکسیژن دار(سبز) و نیتروژن دار(قرمز)  (b توزیع گروه‌های عاملی اکسیژن دار (c توزیع گروه‌های عاملی نیتروژن دار (d  نمودار نشان‌دهنده درصد گروه‌های کربنی، اکسیژنی و نیتروژنی.. 82
شکل ‏4‑5 ریزنگار میکروسکوپ الکترونی روبشی از  دانه کیتوسان با بزرگنمایی 70 برابر (a بدون نانو ذرات گرافن عامل دار شده  (b دارای 1% وزنی گرافن عاملدارشده (c دارای 2% وزنی گرافن عامل دار شده و (d دارای 5% وزنی گرافن عامل دار شده. 84
شکل ‏4‑6  ریزنگار میکروسکوپ الکترونی روبشی از  دانه کیتوسان با بزرگنمایی 200برابر (a بدون نانو ذرات گرافن عامل دار شده  (b دارای 1% وزنی گرافن عاملدارشده (c دارای 2% وزنی گرافن عامل دار شده و (d دارای 5% وزنی گرافن عامل دار شده. 84
شکل‏4‑7 تغییرات میزان جذب یون کادمیوم در حضور درصدهای مختلف نانو ذرات عامل دار شده و به دست آوردن میزان بهینه جاذب در pH برابر با 5 و مدت زمان 1 hr و غلظت 50ppm.. 88
شکل‏4‑8 نمودار تغییرات میزان جذب یون کادمیوم توسط جاذب ها با درصدهای متفاوت گرافن عامل دار شده در pH های متفاوت با میزان جاذب 25mg  و مدت زمان 1 hr و غلظت 50ppm.. 90
شکل ‏4‑9 تغییرات میزان جذب یون کادمیوم توسط جاذب ها با درصدهای متفاوت گرافن عامل دار شده در مدت زمان های متفاوت در pH برابر با 7 و میزان جاذب 25mg و غلظت 50ppm.. 91
شکل ‏4‑10 تغییرات میزان جذب یون کادمیوم توسط جاذب ها با درصدهای متفاوت گرافن عامل دار شده در غلظت های متفاوت یون کادمیوم و مدت زمان های 2 ساعت در pH برابر با 7 و میزان جاذب 25mg. …92
فهرست جدول ها
جدول ‏2‑1 روش‌های تولید گرافن با بهره گرفتن از روش‌های پایین به بالا[47] 32
جدول ‏2‑2- راه های تولید ورق های گرافن[47]. 40

فهرست مطالب

فصل1 : اسید فسفریک… 0

1-1. اسید فسفریک… 1

1-2.کاربردهای اسید فسفریک… 3

1-3. روش­های تولید اسید فسفریک… 6

1-3-1. فرایند تر. 7

1-3-2. فرایند حرارتی.. 10

1-3-3. مقایسه روش تر و روش خشك… 11

1-4. ناخالصی‌های اسید فسفریک تر. 11

1-5. خالص‌سازی اسید فسفریک تر. 17

1-5-1. خالص‌سازی اسیدفسفریک به روش رسوب دادن. 18

1-5-2. خالص‌سازی اسید فسفریک به روش جذب.. 20

1-5-3. خالص‌سازی اسیدفسفریک به روش های غشایی.. 22

1-5-4. خالص‌سازی اسیدفسفریک به روش کریستالیزاسیون. 24

1-5-5. خالص‌سازی اسیدفسفریک به روش استخراج.. 25

1-6. جمع بندی.. 33

فصل2 : روش جداسازی جزء به جزء با كف… 35

2-1. مقدمه. 36

2-2. روش جداسازی جزء به جزء با کف… 39

2-3. کاهش انرژی آزاد گیبس به دلیل جذب سطحی.. 48

2-4. نفوذ، مرحله کنترلی جذب مولکول­ها در سطح گاز-مایع. 52

2-5. جذب سورفکتانت­های یونی.. 54

2-6. ساختار کف… 55

2-7. مروری بر تاریخچه پیشرفت فرایند و کارهای انجام شده پیشین.. 58

فصل3 : شرح طراحی سامانه جداسازی جزء به جزء با کف و مراحل آزمایشگاهی.. 64

3-1. طراحی سامانه. 65

3-2. مواد اولیه مورد نیاز. 67

3-3. تجهیزات آزمایشگاهی و دستگاه­های آنالیز. 70

3-4. روش انجام آزمایش… 71

3-4-1. پیش تصفیه اسید فسفریک تر. 71

3-4-2. روش انجام آزمایش جداسازی جزء به جزء با کف… 72

3-4-3. پارامترهای مهم در ارزیابی فرایند. 74

فصل4 : بررسی نتایج آزمایشگاهی.. 76

4-1. مقدمه. 77

4-2. نتایج حاصل از خالص سازی اولیه اسید فسفریک… 77

4-3. نتایج حاصل از آزمایشات جداسازی جزء به جزء با کف… 78

4-3-1. تأثیر غلظت سورفکتانت روی کشش سطحی محلول. 79

4-3-2. تأثیر سرعت هوای ورودی روی عمکرد سیستم. 80

4-3-3. تأثیر غلظت سورفکتانت روی عملکرد سیستم. 88

4-3-4. تأثیر زمان بر روی پارامترهای عملکردی سیستم. 90

4-3-5. انتخاب پذیری سورفکتانت­ها نسبت به هر فلز. 92

4-3-6. تأثیر نوع سورفکتانت بر روی فرایند. 94

4-3-7. نتایج آزمایشهای دو مرحله­ ای برای سورفکتانتهای SDS و SFD.. 96

4-3-8. تأثیر غلظت سورفکتانت و سرعت هوای ورودی بر روی اندازه حباب­ها 97

فصل5 : نتیجه گیری و پیشنهادها 103

5-1. نتیجه گیری نهایی.. 104

5-2. مقایسه با کارهای انجام شده پیشین.. 106

5-3. پیشنهادها 108

فصل6 : منابع و مراجع. 109

شکل1-1. ساختار شیمیایی اسید فسفریک… 2

شکل1-2. کاربردهای اسید فسفریک [1] 7

شکل2-1. طبقه بندی روش­های جداسازی به وسیله جذب روی حباب [57] 38

 

شکل2-2. شکل شماتیک نحوه عملکرد فرایند جزء به جزء کردن کف… 40

شکل2-3. شماتیک یک حباب بالارونده در ستون کف [61] 40

شکل2-4. تأثیر پارامترهای مختلف در زمان تولید و پایداری کف [56] 42

شکل2-5. نمایی از ساده ترین واحد فرایند جداسازی جزء به جزء با کف [59] 43

شکل2-6. جداسازی جزء یه جزء با کف در حالت ساده، الف) نیمه پیوسته، ب) پیوسته [55] 44

شکل2-7. حالت­های مختلف جریان پیوسته، الف) حالت عریان سازی، ب) حالت غنی سازی، پ) حالت ترکیبی [55] 44

شکل2-8. نمایی از حضور سورفکتانت­ها در توده مایع و سطح مشترک گاز- مایع [60]. 49

شکل2-9. نمودار فرضی کشش سطحی بر حسب غلظت سورفکتانت در محلول [55] 50

شکل2-10. نمایی از دولایه الکتریکی در اطراف حباب گاز در یک محلول آبی حاوی سورفکتانت یونی [60] 54

شکل2-11. ساختار سه بعدی کف [69] 56

شکل2-12. تصویر Cyro-SEM از Plateau borders [71] 56

شکل2-13. الف) ساختار کف خشک به دست آمده از آزمایش، ب) ساختار کف خشک حاصل از شبیه سازی کامپیوتری، پ) ساختار کف خیس به دست آمده از آزمایشات، ت) ساختار کف خیس به دست آمده از شبیه سازی کامپیوتری [70]. 57

شکل2-14. بالا کشیده شدن مایع از درون کف با گذشت زمان [60] 58

شکل3-1. شکل شماتیک سامانه کاربردی در فرایند جداسازی جزء به جزء با کف… 66

شکل3-2. تصویر سامانه کاربردی در فرایند جداسازی جزء به جزء با کف، 1) کمپرسور هوا، 2) روتامتر، 3) اسپارگر، 4) محل­های نمونه برداری یا ورود خوراک، 5) ستون کف، 6) ظرف جمع آوری کف… 67

شکل3-3. ساختار SDS. 68

شکل3-4. ساختار شیمیایی KEN10، n=10. 69

شکل3-5. ساختار شیمیایی SFD.. 70

شکل3-6. شماتیک فرایند استخراج به عنوان مرحله پیش تصفیه اسید فسفریک… 72

شکل3-7. تصویر سامانه در حین انجام فرایند. 73

شکل4-1. نمودار کشش سطحی محلول خوراک بر حسب غلظت سورفکتانت KEN10. 79

شکل4-2. نمودار کشش سطحی محلول خوراک بر حسب غلظت سورفکتانت SDS. 79

شکل4-3. نمودار کشش سطحی محلول خوراک بر حسب غلظت سورفکتانت SFD.. 80

شکل4-4. تأثیر سرعت هوا روی مقدار جزء مایع در کف برای سورفکتانت KEN10. 81

شکل4-5. تأثیر سرعت هوا روی درصد حذف فلزات برای سورفکتانت KEN10. 81

شکل4-6. تأثیر سرعت هوا روی نسبت غنی سازی برای سورفکتانت KEN10. 82

از دست رفته برای سورفکتانت KEN10. 82

شکل4-8. تأثیر سرعت هوا روی مقدار جزء مایع در کف برای سورفکتانت SDS. 83

شکل4-9. تأثیر سرعت هوا روی درصد حذف فلزات برای سورفکتانت SDS. 83

شکل4-10. تأثیر سرعت هوا روی نسبت غنی سازی برای سورفکتانت SDS. 84

از دست رفته برای سورفکتانت SDS. 84

شکل4-12. تأثیر سرعت هوا روی مقدار جزء مایع در کف برای سورفکتانت SFD.. 85

شکل4-13. تأثیر سرعت هوا روی درصد حذف فلزات برای سورفکتانت SFD.. 85

شکل4-14. تأثیر سرعت هوا روی نسبت غنی سازی برای سورفکتانت SFD.. 86

از دست رفته برای سورفکتانت SFD.. 86

شکل4-16. تأثیر غلظت سورفکتانت KEN10 بر روی درصد حذف فلزات، درصد اسید فسفریک از دست رفته و نسبت غنی سازی.. 88

شکل4-17. تأثیر غلظت سورفکتانت SDS بر روی درصد حذف فلزات، درصد اسید فسفریک از دست رفته و نسبت غنی سازی.. 89

شکل4-18. تأثیر غلظت سورفکتانت SFD بر روی درصد حذف فلزات، درصد اسید فسفریک از دست رفته و نسبت غنی سازی.. 89

شکل4-19. تأثیر زمان بر روی حذف فلزات برای سورفکتانت KEN10. 91

شکل4-20. تأثیر زمان بر روی حذف فلزات برای سورفکتانت SDS. 91

شکل4-21. تأثیر زمان بر روی حذف فلزات برای سورفکتانت SFD.. 92

شکل4-22. تغییرات درصد حذف فلزات با تغییر غلظت سورفکتانت KEN10. 93

شکل4-23. تغییرات درصد حذف فلزات با تغییر غلظت سورفکتانت SDS. 93

شکل4-24. تغییرات درصد حذف فلزات با تغییر غلظت سورفکتانت SDS. 94

شکل4-25. مقایسه عملکرد سه سورفکتانت در سرعت هوای ورودی و غلظت بهینه هر کدام. 95

شکل4-26. تصویر سامانه در حین انجام فرایند. 98

شکل4-27. تصویر بزرگ­نمایی شده کف حاصل در سامانه. 99

شکل4-28. تغییرات سطح ویژه کف با تغییر غلظت سورفکتانت KEN10. 101

شکل4-29. تغییرات سطح ویژه کف با تغییر غلظت سورفکتانت SDS. 101

شکل4-30. تغییرات سطح ویژه کف با تغییر غلظت سورفکتانت SFD.. 102

جدول1-1. خصوصیات فیزیکی اسیدفسفریک [3] 2

جدول1-2. خصوصیات فیزیکی خلوص­های مختلف اسیدفسفریک [7] 4

جدول1-3. آنالیز اسید فسفریک تهیه شده به روش تر برخی از سنگ‌های معدن در قسمت‌های مختلف جهان [2]. 13

جدول1-4. تأثیر حضور ناخالصی­ها بر روی فرایند [12] 15

جدول3-1. خواص فیزیکی اسید فسفریک تر. 68

جدول3-2. خواص فیزیکی SDS. 69

جدول3-3. خواص فیزیکی KEN10. 69

جدول3-4. خواص فیزیکی SFD.. 70

جدول4-1. مشخصات اسیدفسفریک پس از فرایندهای جذب سطحی و استخراج.. 78

جدول4-2. نتایج آزمایشات دو مرحله­ ای برای سورفکتانت­های SDS و SFD.. 96

جدول4-3. مقادیر میانگین شعاع معادل و سطح ویژه برای سورفکتانت KEN10. 99

جدول4-4. مقادیر میانگین شعاع معادل و سطح ویژه برای سورفکتانت SDS. 100

جدول4-5. مقادیر میانگین شعاع معادل و سطح ویژه برای سورفکتانت SFD.. 100

جدول5-1. مقایسه نتایج کارهای انجام شده پیشین با این پروژه 107

 

چکیده

اسید فسفریک دومین اسید معدنی پر مصرف در دنیا است و به عنوان ماده اولیه در تولید شوینده­ها، محصولات غذایی و دارویی به کار می­رود. بدین لحاظ خالص­سازی اسید فسفریک یکی از نیازهای ضروری صنایع مصرف کننده از آن به شمار می­رود. 95% اسید مصرفی در صنایعی که نیاز به اسید فسفریک خالص دارند به روش حرارتی و تنها 5% آن به روش تر تولید می­ شود. اسید تهیه شده به روش حرارتی دارای خلوص بالا بوده ولی هزینه تولید آن بسیار بالا است. با توجه به افزایش سالانه 3/2 تا 5/2%  نیاز به اسید فسفریک خالص، کاهش هزینه تولید آن یکی از نیازهای روز صنعت به شمار می­رود. برای خالص سازی اسید فسفریک تولید شده به روش تر، معمولاً روش استخراج برای حذف عمده ناخالصی­ها انجام شده و برای بالا بردن بیشتر خلوص آن از روش­هایی مانند اولترافیلتراسیون، جذب سطحی، کریستالیزاسیون و تبادل یون استفاده می­ شود. این روش­ها با معایبی از قبیل سختی انجام فرایند، هزینه بالای تأمین و نگهداری تجهیزات، هزینه بالای رزین­ و نیاز به احیای آن روبه رو هستند. همچنین فرایندهای تبادل یون و جذب سطحی در غلظت­های پایین بازده مناسب­تر هستند.

در این پروژه به منظور حذف ناخالصی­های فلزی از اسید فسفریک تر از روش جداسازی جزء به جزء با کف استفاده شده است که روشی جدید برای انجام این فرایند محسوب می­ شود.

اساس روش جداسازی جزء به جزء با کف، جذب سطحی ناخالصی­ها بر روی کف­های بالارونده از ستون است که همراه با خود، ناخالصی­ها را از درون خوراک خارج کرده و محصولی خالص به جای می­گذارد. این روش علاوه بر بازده بالا، مزیت­هایی از قبیل سهولت در انجام فرایند، هزینه کم عملیاتی و مصرف انرژی پایین را دارد. همچنین به علت عدم استفاده از حلال­های شیمیایی، فرایندی سبز به شمار می­رود.

قابلیت این فرایند در حذف ناخالصی­های اسید فسفریک، تأثیر سرعت هوای ورودی، زمان، غلظت و انتخاب پذیری سورفکتانت­ها نسبت به هر فلز با بهره گرفتن از سورفکتانت­های KEN10، SDS و SFD بررسی شد. همچنین تمامی آزمایش­ها در حالت نیمه پیوسته انجام گردید.

برای سورفکتانت KEN10، سرعت بهینه هوای ورودی برابر یا cm/min 043/0 و غلظت بهینه برابر با 1.2CMC (CMC=0.229 mg/cc) به دست آمد. در این شرایط درصد حذف کلی فلزات برابر با %19/31 ، نسبت غنی سازی برابر با 95/1 و درصد اسید فسفریک از دست رفته برابر با 9% است.

برای سورفکتانت SDS، سرعت بهینه هوای ورودی برابر یا cm/min 020/0 و غلظت بهینه برابر با 2CMC (CMC=0.35 mg/cc) به دست آمد. در این شرایط درصد حذف کلی فلزات برابر با %20/70، نسبت غنی سازی برابر با 39/4 و درصد اسید فسفریک از دست رفته برابر با % 26/8 است.

برای سورفکتانت SFD، سرعت بهینه هوای ورودی برابر یا cm/min 014/0 و غلظت بهینه برابر با CMC (CMC=2.33 mg/cc)  به دست آمد. در این شرایط درصد حذف کلی فلزات برابر با 93/59% ، نسبت غنی سازی برابر با 28/4 و درصد اسید فسفریک از دست رفته برابر با 71/4% است.

همچنین با انجام دو مرحله آزمایش، درصد حذف کلی فلزات برای سورفکتانت­ SDS برابر با 31/95% و برای سورفکتانت SFD برابر با %09/91 به دست آمد.

کلمات کلیدی:  اسید فسفریک، جزء به جزء کردن کف، حذف فلزات، نونیل فنل اتوکسیلات، سدیم دودسیل سولفات، دی سدیم لورت 3 سولفوسوکسینات.

فصل اول

 

اسید فسفریک

کشف فسفر توسط برانت[1] در سال 1669 سبب شد تا محصول احتراق آن، فسفر پنتا اکسید(P2O5) به زودی شناخته شود. در سال 1694، بویل[2] برای نخستین بار از انحلال P2O5 در آب توانست اسید فسفریک را فراهم آورد و در سال 1769 میلادی موفق شدندکلسیم فسفات را که از اجزای اصلی استخوان است، از آن جدا نمایند. حدود 30 سال بعد، به نقش مفید کلسیم فسفات در کشاورزی و افزایش رشد نباتات پی بردند. به مرور زمان اهمیت و موارد مصرف اسید فسفریک شناخته شد [1].

فهرست مطالب

فصل اول

مقدمه و بررسی منابع

1-1- مقدمه……………………………………. 3

1-2- آرسنیک…………………………………… 4

1-3- روش های حذف آرسنیک از آب…………………… 6

1-3-1- روش فرایند غشایی اسمز معکوس……………. 6

1-3-2- روش انعقاد و لخته سازی-ترسیب…………… 7

1-3-3- روش جذب سطحی…………………………. 8

1-4- تعریف جذب سطحی……………………………. 9

1-4-1- مهمترین عوامل موثر بر جذب سطحی…………… 10

1-4-1-1-  مساحت سطح جذب…………………… 10

1-4-1-2- ماهیت ماده جذب شونده و جاذب……….. 11

1-4-1-3-  pH…………………………….. 11

1-4-1-4- دما…………………………….. 11

1-4-2- اساس پدیده جذب سطحی………………………. 12

1-4-3- مکانیسم فرایند جذب……………………… 13

1-4-3-1- جذب سطحی فیزیکی………………………. 14

1-4-3-2- جذب سطحی شیمیایی…………………….. 15

1-4-4- جاذب های مورد استفاده در جذب سطحی………… 16

1-5- متداولترین جاذب های مورد استفاده در حذف آرسنیک. 17

1-5-1- کیتوسان و نانوکامپوزیت های آن…………. 17

1-5-2- آلومینای فعال……………………….. 19

1-5-3- نانوذرات آهن صفر ظرفیتی………………. 20

1-6- ایزوترم های جذب سطحی……………………… 20

1-6-1- ایزوترم جذب لانگمویر………………….. 21

1-6-2- ایزوترم فروندلیچ…………………….. 23

1-7- سنتیک جذب……………………………….. 24

1-7-1- مدل سنتیکی شبه مرتبه اول……………… 25

1-7-2- مدل سنتیکی شبه مرتبه دوم……………… 25

1-7-3- مدل نفوذ درون ذره­ای………………….. 26

1-8- برخی از مواد دارای خاصیت آنتی باکتریال……… 27

1-8-1- کیتوسان…………………………….. 27

1-8-2- یون های مس و کمپلکس کیتوسان- مس……….. 28

1-8-3- نانوذرات نقره……………………….. 29

1-9- مروری بر کارهای انجام شده…………………. 30

1-10- اهداف پروژه حاضر………………………… 34

فصل دوم

مواد و روش ها

2-1- مواد شیمیایی مورد استفاده…………………. 39

2-2- جاذب های مورد استفاده برای حذف آرسنیک (III)……. 42

2-3- تهیه جاذب ها…………………………….. 42

2-3-1-  روش تهیه کامپوزیت کیتوسان/نانوآلومینا…. 42

2-3-2- روش سنتز نانو جاذب کیتوسان/آلومینا اصلاح شده با مس(II) 42

2-4- دستگاه های مورد استفاده…………………… 43

2-5- بررسی خصوصیات جاذب ها…………………….. 43

2-6- روش تهیه محلول استاندارد آرسنیت……………. 44

2-7- آزمایشات جذب دسته ای (بچ)…………………. 45

2-7-1- بررسی مقدار بهینه نانوآلومینا در کامپوزیت Chitosan/nano-Al2O3 جهت حذف As(III)…………………………………. 45

2-7-2- بررسی نسبت بهینه مس به کیتوسان در نانوجاذب Cu-chitosan/nano-Al2O3 جهت حذف As(III)   …………………………….. 46

2-7-3- بررسی تاثیر غلظت اولیه آرسنیک بر فرایند جذب سطحی (مطالعات ایزوترم جذب)…………………………. 46

2-7-4- بررسی تاثیر زمان تماس بر فرایند جذب سطحی As(III) (مطالعات سنتیک جذب)…………………………………… 47

2-8- بازجذب و استفاده مجدد از جاذب ها…………… 47

2-9- روش آنالیز………………………………. 48

2-10- بررسی اثر تداخل یون های رایج……………… 48

2-11- بررسی خاصیت ضد میکروبی جاذب ها……………. 48

فصل سوم

نتایج و بحث

3-1- بررسی ساختار و ویژگیهای جاذبهای کیتوسان، کیتوسان/نانوآلومینا و مس-کیتوسان/نانوآلومینا…….. 53

3-1-1- ویژگی های مورفولوژی جاذب ها…………….. 53

3-1-2- مطالعاتEDX   جاذب ها…………………… 56

3-1-3- مطالعاتAFM   جاذب ها…………………… 57

3-1-4- مطالعاتXRD   جاذب ها…………………… 58

3-1-5- مطالعات FTIR  جاذب ها ………………….. 61

3-2- ساختار فرضی نانوکامپوزیت کیتوسان/آلومینا……. 66

3-3- بررسی پارامترهای موثر بر جذب As(III) به روش ناپیوسته در دمای محیط و pH خنثی….. 69

3-3-1- بررسی مقدار بهینه نانوذرات آلومینا در Chitosan/nano-Al2O3 جهت حذف As(III)…… 69

 

3-3-2-  بررسی نسبت بهینه مس به کیتوسان در نانوجاذب اصلاح شده جهت حذف As(III)……… 70

3-3-3- بررسی تاثیر غلظت اولیه As(III)بر فرایند جذب سطحی 71

3-3-4- بررسی تاثیر زمان تماس بر فرایند جذب سطحی As(III) 73

3-4- ایزوترم های جذب سطحی……………………… 77

3-4-1- بررسی ایزوترم های جذب As(III) توسط جاذب کیتوسان.. 77

3-4-1-1- بررسی ایزوترم لانگمویر………………… 77

3-4-1-2- بررسی ایزوترم فروندلیج……………….. 78

3-4-2- بررسی ایزوترم های جذب As(III) توسط نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al2O3 81

3-4-2-1- بررسی ایزوترم لانگمویر………………… 81

3-4-2-2- بررسی ایزوترم فروندلیج……………….. 82

3-4-3- بررسی ایزوترم های جذب As(III) توسط نانوجاذب Cu-chitosan/nano-Al2O3……… 84

3-4-2-1- بررسی ایزوترم لانگمویر………………… 84

3-4-2-2- بررسی ایزوترم فروندلیج……………….. 85

3-5- سنتیک­های جذب سطحی………………………… 87

3-5-1- مدل سنتیکی شبه مرتبه اول……………….. 88

3-5-2- مدل سنتیکی شبه مرتبه دوم……………….. 91

3-5-3- مدل نفوذ درون ذره­ای……………………. 95

3-6- اثر pH  اولیه…………………………….. 98

6-7- اثر تداخل یون های رایج…………………… 100

3-8- قابلیت استفاده مجدد از جاذب………………. 101

3-9- حذف آرسنیک از آب های طبیعی………………. 101

3-6- فعالیت ضدمیکروبی………………………… 102

4- نتیجه گیری……………………………….. 104

5- پیشنهادات………………………………… 106

6- منابع……………………………………. 107

فهرست اشکال

شکل 1-1-  مراحل جذب در سطوح درونی…………………. 13

شکل 1-2- نمودار خطی ایزوترم جذب لانگمویر…………. 22

شکل 1-3-  مقایسه نمودارهای ایزوترم جذب فروندلیچ بر اساس مقادیر n 24

شکل 3-1- تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از نمونه جاذب های  (a کیتوسان  (b نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al2O3   و (c  نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al2O3 …. 54

شکل 3-2- میکروگراف های SEM  از   (a کیتوسان خالص     (b نانوکامپوزیت  Chitosan/nano-Al2O3     (c نانوکامپوزیت  Cu-chitosan/nano-Al2O3      پس از جذب………. 55

شکل3-3- آنالیز EDX مربوط به نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al2O3. 56

شکل 3-4- تصاویر AFM  از سطح نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al2O3 57

شکل 3-5- پراش اشعه X  نمونه نانوذرات آلومینا…….. 58

شکل 3-6- پراش اشعه X  نمونه کیتوسان…………….. 59

شکل 3-7- پراش اشعه ایکس نمونه نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al2O3. 60

شکل 3-8- پراش اشعه ایکس نمونه نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al2O3 60

شکل 3-9- فازهای کریستالی (a Chitosan/nano-Al2O3  و (b Cu-chitosan/nano-Al2O3  با توجه به الگوهای XRD آنها… 61

شکل3-10- طیف FT-IR مربوط به کیتوسان………………. 62

شکل3-11- طیف FT-IR مربوط به نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al2O3. 63

شکل3-12- طیف FT-IR  مربوط به نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al2O3 64

شکل3-13- طیف FT-IR  مربوط به نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al2O3 پس از جذب 65

شکل 3-14- طیف FTIR         (a کیتوسان خالص       (b  Chitosan/nano-Al2O3         (c  و  (d  نانوجاذب   Cu-chitosan/nano-Al2O3   قبل و   پس از جذب. 66

شکل 3-15- ساختار فرضی نانو کامپوزیت کیتوسان/آلومینا. 67

شکل 3-16- ساختار کمپلکس کیتوسان-مس (a) مدل پل (b) مدل آویز 68

شکل 3-17- تاثیر غلظت اولیه As(III)  بر ظرفیت جذب سطحی جاذب های مورد استفاده………. 72

شکل 3-18- داده های سنتیک برای جذب As(III)  بر روی  جاذب های مورد استفاده………. 75

شکل 3-19-  فرم خطی ایزوترم لانگمویر برای جاذب کیتوسان خالص 78

شکل 3-20-  فرم خطی ایزوترم فروندلیچ برای جاذب کیتوسان خالص 79

شکل 3-21-  فرم خطی ایزوترم لانگمویر برای نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al2O3…….. 81

شکل 3-22- فرم خطی ایزوترم فروندلیچ برای نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al2O3.. 83

شکل 3-23-  فرم خطی ایزوترم لانگمویر برای نانوجاذب  Cu-chitosan/nano-Al2O3 85

شکل 3-24- فرم خطی ایزوترم فروندلیچ برای نانوجاذب  Cu-chitosan/nano-Al2O3 86

شکل 3-25-  مدل سنتیک شبه نوع اول برای جذب As(III) روی جاذب کیتوسان 88

شکل 3-26-  مدل سنتیک شبه نوع اول برای جذب As(III)  روی نانو جاذب Chitosan/nano-Al2O3………… 89

شکل 3-27-  مدل سنتیک شبه نوع اول برای جذب As(III) روی Cu-chitosan/nano-Al2O3 90

شکل 3-28-  مدل سنتیک شبه مرتبه دوم برای جذب As(III) روی کیتوسان 91

شکل 3-29- مدل سنتیک شبه مرتبه دوم برای جذب As(III) روی Chitosan/nano-Al2O3 92

شکل 3-30- مدل سنتیک شبه مرتبه دوم برای جذب As(III) روی Cu-chitosan/nano-Al2O3………. 93

شکل 3-31- مدل نفوذ درون ذره­ای برای جذب As(III) روی کیتوسان 95

شکل 3-32- مدل نفوذ درون ذره­ای برای جذب As(III) روی Chitosan/nano-Al2O3 96

شکل 3-33- مدل نفوذ درون ذره­ای برای جذب As(III) روی Cu-chitosan/nano-Al2O3 96

شکل 3-34- اثر  pH  اولیه روی جذب As(III) توسط کیتوسان خالص،    Chitosan/nano Al2O3   و    Cu-chitosan/nano Al2O3……. 99

شکل3-35- تعیین pHpzc  برای جاذب های کیتوسان ، Chitosan/nano Al2O3  و   Cu-chitosan/nano Al2O3……. 99

شکل 3-36- ظرفیت جذب As(III) در حضور آنیون های تداخل (500 mg/l). شرایط آزمایش: غلظت آرسنیک سه ظرفیتی 50 mg/l و مقدار جاذب 2 g/l 100

شکل 3-37- بازده جذب  Cu-chitosan/nano-Al2O3  نسبت به چرخه های بازسازی 101

شکل3-38- نمودار MIC  جاذب ها در برابر گونه های مختلف میکروبی 104

فهرست جداول

جدول2-1- مشخصات مهم کیتوسان……………………. 39

جدول 2-2- مشخصات مهم نانو ذرات آلومینا………….. 40

جدول 2-3- مشخصات مهم سدیم آرسنیت……………….. 41

جدول3-1- درصد اتمی و وزنی عناصر مورد استفاده در نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al2O3…………………………………. 57

جدول 3-2- بررسی تاثیر نسبت آلومینا به کیتوسان بر خواص جذبی Chitosan/nano-Al2O3…………………………………. 69

جدول 3-3- بررسی نسبت مس به گلوکز آمین بر روی جذب جاذب Cu-chitosan/nano-Al2O3…………………………………………. 70

جدول3-4- بررسی تاثیر غلظت اولیه As(III)بر فرایند جذب سطحی جاذب کیتوسان……………………………………………. 71

جدول3-5- بررسی تاثیر غلظت اولیه As(III) بر فرایند جذب Chitosan/nano-Al2O3……………………………………………. 71

جدول3-6- بررسی تاثیر غلظت اولیه As(III)  بر فرایند جذب  Cu-chitosan/nano-Al2O3…………………………………………. 72

جدول3-7- بررسی تاثیر زمان تماس بر فرایند جذب As(III)  توسط  کیتوسان……………………………………………. 74

جدول3-8- بررسی تاثیر زمان تماس بر فرایند جذب As(III)  توسط Chitosan/nano-Al2O3…………………………………………. 74

جدول3-9- بررسی تاثیر زمان تماس بر فرایند جذب آرسنیک توسط Cu-chitosan/nano-Al2O3…………………………………. 75

جدول3-10-  بررسی ایزوترم لانگمویر جاذب کیتوسان خالص.. 77

جدول3-11- پارامترهای ایزوترم لانگمویر برای جذب As(III) روی کیتوسان خالص………………………………………… 78

جدول3-12-  بررسی ایزوترم فروندلیچ جاذب کیتوسان خالص. 80

جدول3-13- پارامترهای ایزوترم فروندلیچ برای جذب As(III) روی کیتوسان خالص………………………………………… 80

جدول3-14-  بررسی ایزوترم لانگمویر نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al2O3 81

جدول 3-15-  پارامترهای ایزوترم لانگمویر  برای جذب As(III)  روی Chitosan/nano-Al2O3…………………………………………. 82

جدول3-16-  بررسی ایزوترم فروندلیچ نانو جاذب Chitosan/nano-Al2O3 82

جدول 3-17- پارامترهای ایزوترم فروندلیچ برای جذب As(III) روی Chitosan/nano-Al2O3…………………………………………. 83

جدول3-18-  بررسی ایزوترم لانگمویر نانو جاذب Cu-chitosan/nano-Al2O3 84

جدول 3-19-  پارامترهای ایزوترم لانگمویر برای جذب As(III)  روی Cu-chitosan/nano-Al2O3…………………………………. 85

جدول3-20-  بررسی ایزوترم فروندیچ نانو جاذب Cu-chitosan/nano-Al2O3 86

جدول 3-21- پارامترهای ایزوترم فروندلیچ برای جذب As(III) روی Cu-chitosan/nano-Al2O3…………………………………. 86

جدول3-22- بررسی سنتیک شبه مرتبه اول برای جاذب کیتوسان 88

جدول3-23- بررسی سنتیک شبه مرتبه اول برای جاذب Chitosan/nano-Al2O3 89

جدول3-24- بررسی سنتیک شبه مرتبه اول برای جاذب Cu-chitosan/nano-Al2O3 90

جدول3-25- بررسی سنتیک شبه مرتبه دوم برای جاذب کیتوسان 91

جدول3-26- بررسی سنتیک شبه مرتبه دوم برای جاذب Chitosan/nano-Al2O3 92

جدول3-27- بررسی سنتیک شبه مرتبه دوم برای جاذب Cu-chitosan/nano-Al2O3 93

جدول 3-28- پارامترهای مدل های سنتیکی شبه مرتبه اول و دوم برای جذب As(III) روی کیتوسان……………………………… 94

جدول 3-29- پارامترهای  مدل های سنتیکی شبه مرتبه اول و دوم برای جذب As(III)  روی نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al2O3 …………….. 94

جدول3-30- پارامترهای مدل های سنتیکی شبه مرتبه اول و دوم برای جذب  As(III)  روی نانوکامپوزیت                       Cu-chitosan/nano-Al2O3  94

جدول 3-31- پارامترهای مدل­ نفوذ درون ذره­ای برای جذب As(III) روی کیتوسان، Chitosan/nano-Al2O3  و   Cu-chitosan/nano-Al2O3………… 97

جدول 3-32- پارامترهای فیزیکوشیمیایی نمونه آب طبیعی ( جمع آوری شده از آب زیرزمینی چاه از یک منطقه روستایی مراغه، ایران) مشخص شده با As(III)….. 102

جدول 3-33- MIC جاذب ها در برابر گونه های مختلف میکروبی 103

چکیده

هدف از این کار افزایش کارایی جذب کیتوسان نسبت به As(III)، گونه بسیار سمی و متداول آرسنیک در آب های زیرزمینی، و افزایش فعالیت ضدمیکروبی آن در pH خنثی، pH آب های طبیعی، است. بنابراین نانوکامپوزیت مس-کینوسان/آلومینا تهیه و به عنوان جاذب جدید برای حذف As(III) مورد استفاده قرار گرفت. ویژگی های جاذب تهیه شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) ، طیف سنجی انرژی متفرق کننده اشعه X (EDX)، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، طیف سنجی مادون قرمز(FTIR) و  طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) بررسی شد. جاذب اصلاح شده مورفولوژی سطح متخلخل تری را نسبت به کیتوسان خالص نشان داد. تصاویر فاز  AFM پراکندگی نانوذرات آلومینا در ماتریس پلیمر را نشان داد. نتایج FTIR، EDX و XRD مشخص کردند که یون های Cu2+ با گروه های آمین روی سطح کیتوسان کمپلکس تشکیل داده است. رفتار جذب As(III) بر روی Cu-chitosan/nano-Al2O3، chitosan/nano-Al2O3 و کیتوسان خالص با بهره گرفتن از سنتیک جذب و مطالعات ایزوترم در دمای اتاق بررسی شد. داده های جذب برای سه نوع جاذب توسط هر دو مدل لانگمویر و فروندلیچ بخوبی پردازش شدند. داده های سنتیکی نشان دادند که مطابقت خوبی با مدل سنتیکی شبه نوع دوم دارند. جاذب اصلاح شده ظرفیت جذب و سرعت اولیه جذب بالاتری را ارائه کرد. فعالیت ضدمیکروبی جاذب ها توسط روش حداقل غلظت بازدارنده (MIC) مورد مطالعه قرار گرفت. فعالیت ضدمیکروبی  Cu-chitosan/nano-Al2O3  بسیار بالاتر از chitosan/nano-Al2O3  و کیتوسان خالص بود.

فصل اول

     ج – HIN 232

     د- مدارات یكسو كننده و تقویت كننده

     ه – تراشه ADC808

     و – طرز كار LCD

4- شرح كار دستگاه

5- مشخصات دستگاه

6 – مزایای دستگاه

7- سخت افزار دستگاه

8- مدارات قسمت نمونه گیری ولتاژ و جریان

9- طرز كار ADC 808

10- نرم افزار دستگاه

11- شرح عملكرد نرم افزار

12- شرح كلیدهای مختلف نرم افزار

13- آنالیز اطلاعات ذخیره شده

14-توضیحات نرم افزار اسمبلی میكرو پروسسورها

15- توضیحات نرم افزار تحت ویندوزبا Visual C++

بلوك و دیاگرام دستگاه :

 

 توضح عملیات قطعات كشیده شده در بلوك :

الف ) 89C51(1)  :

1- فرمانهای لازم را به  ADC808 می دهد تا مقدار آنالوگ به دیجیتال برای هر شش كانال تبدیل شود ( سه كانال جریان و سه كانال ولتاژ )

2- مقدار دیجیتال گرفته شده از ADC را گرفته و عملیات لازم را روی آن انجام می دهد و مقدار مطلوب را روی صفحه LCD نمایش می دهد و همچنین این مقادیر را از طریق پورت سریال به آی سی 89C51(2) می فرستد .

3- كی بورد ماتریسی را چك می كند تا چنانچه كلید فشار داده شد عملیات لازم را انجام دهد .

4- محاسبه كردن ساعت سیستم و نمایش ساعت روی صفحه LCD .

5- محاسبه تاریخ شمسی و نمایش برروی صفحه LCD .

 ب) 89C51(2) :

1- اطلاعات رسیده از خط سریال از آی سی 89C51(1) را در حافظه RAM ذخیره می كند و همچنین این اطلاعات را از طریق سریال به كامپیوتر می فرستد تا این مقادیر در نرم افزار نمایش داده شود .

2– بعد از رسیدن هر باكس اطلاعات یک LED را روشن یا خاموش می كند تا ذخیره اطلاعات در دستگاه نمایش داده شود  .

ج) HIN232

 یک واسط است برای تبادل سریال بین میكرو و كامپیوتر .

 این آی سی ولتاژ پنج و صفر میكرو را با بهره گرفتن از خازنهای مدار تبدیل به ولتاژهای  پانزده و منفی پانزده می كند .

این آی سی برای تبادل سریال از استاندارد RS232 استفاده می كند .

پایه های RS232

چون در كامپوترهای IBM برای ارتباط سریال از سوكت نه پین استفاده می شود لذا پایه های آن را توضیح می دهیم :

پایه ها :

1- تشخیص حامل داده DCD

2– داده رسیده RXD

3- داده ارسال شده TXD

4- پایانه داده آماده DTR

5- سیگنال زمین

6- مجموعه داده آماده

7- تقاضای ارسال

8- آمادگی برای ارسال

9- تشخیص دهنده

ما برای ارتباط سریال با میكرو فقط از پایه های دو و سه و پنج استفاده می كنیم .

پورتهای COM در IBM PC و سازگار به آنها :

كامپوترهای IBM PC و سازگارهای مبتنی بر (8086 ، 286 ، 386 ، 486 و پنتیوم ) معمولاً دو پورت COM دارند . هـر دو پورت كانكتورهای نوع RS – 232 را دارا می باشند .

بسیاری از PC ها یک DB – 25 و یك DB – 9 را بكار می برند .

پورت های COM  با COM 1 و COM 2 نامگذاری شده اند . در سالهای اخیر COM 1 برای ماوس و COM 2 برا ی وسایلی چون مودم بكار رفته اند . برای انجام آزمایشات تبادل اطلاعات ، پورت سریال 8051 را به COM 2  در PC بكار می برند .

د) 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 :

یک مدار یكسو كننده و تقویت كننده آپ امپی است كه ولتاژ ورودی AC را هم یكسو می كند و هم در یک گین ضرب می كند  .

   ه) تراشه ADC 808 با 8 كانال آنالوگ :

 

 

 تراشه مفید دیگر ADC 808 از National Semaconductor است  .

این تراشه دارای 8 ورودی است كه اجازه می دهد تا 8 مبدل مختلف را با یک تراشه ردیابی كنیم . این تراشه دارای خروجی داده هشت بیتی است . هشت ورودی آنالوگ  مولتی پلكس است ، برای این كار سه پایه آدرس C , B , A به كار می رود در این تراشه VREF(+) و VREF(-) ، ولتاژ مرجع را تنظیم می كند . اگر VREF (-) = GND و VREF(+) = 5 باشد ، سایر پله ها برابر است با 5/256=19.43mv بنابراین برای داشتن پله 10 میلی ولت به ولتاژ ریفرنس 56/2 نیاز داریم . ما از كانالهای A , B , C برای انتخاب كانالهای صفر تا هفت ورودی آنالوگ و از ALE برای لچ كردن آدرس استفاده می كنیم . SC برای شروع تبدیل است . EOC برای پایان تبدیل می باشد ، OE فعال ساز خروجی است .

 توصیف پایه های LCD

LCD مورد بحث ما چهارده پایه است .

• VSS – زمین

2- VCC – منبع تغذیه

3-VEE – منبع تغذیه كنترل درخشندگی

4- RS – انتخاب RS=0 برای انتخاب دستور العمل ، RS=1 برای انتخاب ثبات داده .

5- R/W گذرگاه داده 8 بیت .

6- E – انتخاب

7- DB0 گذرگاه داده 8 بیت .

8- DB1گذرگاه داده 8 بیت .

9- DB2 گذرگاه داده 8 بیت .

10- DB3 گذرگاه داده 8 بیت .

11- DB4 گذرگاه داده 8 بیت .

12- DB5 گذرگاه داده 8 بیت .

13- DB6 گذرگاه داده 8 بیت .

14-DB7 گذرگاه داده 8 بیت .

RS ، انخابگر ثبات :

در داخل LCD دو ثبات وجود دارد و این پایه برای انتخاب آنها به این ترتیب بكار می رود كه اگر صفر باشد ثبات فرمان انتخاب می شود و اجازه می دهد فرمانهایی همچون پاك كردن ، نشاندن مكان نما و غیره صادر شود و اگر یک باشد ثبات داده انتخاب می شود و به كاربر اجازه ارسال داده روی LCD  برای نمایش می دهد .

R/W خواندن / نوشتن :

این پایه به كاربر اجازه نوشتن اظلاعات و یا خواندن از LCD را فراهم می سازد اگر یک باشد برا ی خواندن و اگر صفر باشد برای نوشتن است .

E ، فعال :

از این پایه برای لچ كردن اطلاعات ارائه شده به پایه های داده اش استفاده می كند . وقتی داده به پایه های داده اعمال شد یک پالس بالا – پایین به این پایه اعمال میگردد تا به این وسیله LCD داده موجود در پایه های داده را لچ كند . این پالس بابد حداقل 450 ns عرض داشته باشد .

D0 – D7 :

هشت بیت خط داده برای ارسال اطلاعات به LCD یا خواندن محتوای ثباتهای داخلی LCD بكار می رود . برای نمایش حروف و اعداد پورتهای اسكی برای حروف A – Z و a – z و اعداد صفر تا نه به پایه ها ارسال می شود و همزمان RS = 1 میگردد همچنین كدهای دستورالعمل فرمانی وجود دارند كه برای پاك كردن نمایشگر یا باز گرداندن مكان نما به نقطه شروع یا چشمك زدن آن بكار میرود كه به شرح ذیل می باشد :

1- پاك كردن صفحه نمایش ..1

2- باز گشت به مكان اول  ..2

3- كاهش مكان نما  ..4

4- افزایش مكان نما ..6

5- جابجایی نمایش به راست  .5

6- جابجایی نمایش به چپ 7

7- نمایش خاموش مكان نما خاموش …8

8- نمایش خاموش مكان نما روشن .A

9- نمایش روشن مكان نما روشن … C

10- نمایش روشن مكان نما روشن . .E

11- نمایش روشن مكان نما چشمك بزند . F

12- جابجایی محل مكان نما به چپ . 10

13- جابجایی محل مكان نما به راست 14

14- كل صفحه نمایش به چپ جابجا شود … 18

15- كل صفحه نمایش به راست جابجا شود 1C

16- مكان نما به آغاز خط دوم برود .. C0

17 – سازماندهی دو خط و ماتریس 5*7 38

 شرح كار دستگاه :

 این دستگاه از دو قسمت نرم افزار تحت كامپیوتر با ویژال C++ و یک سخت افزار كه یک بورد و ودارات الكترونیكی تشكیل شده است .

مشخصات دستگاه آنالایزر VCA005 :

 1- دارای یک صفحه LCD برای نمایش ولتاژ و جریان سه فاز لحظه ای كارخانه و نمایش ساعت و تاریخ  شمسی می باشد .

2- دارای كی بورد 4*3 ماتریسی برای بعضی از تنظیمات در دستگاه .

3- نگهداری مقدار ماكزیمم جریان سه فاز و ساعت آن در داخل حافظه دستگاه برای آنالیز اپراتور .

4- نمونه گیری از جریان سه فاز و نگهداری در حافظه دستگاه هر هشت ثانیه .

5- این دستگاه سازگاری با هر تابلوی برق دارد و فقط با تعویض ترانس داخال منوی دستگاه بر اساس C/T (ترانس جریان ) می توان این دستگاه را بر روی تابلوهای مختلف نصب كرد و آنالیز لازم را بر روی آن تابلو انجام داد .

6- این دستگاه نیازی به اپراتور برای تخلیه اطلاعات ندارد و خود سیستم بصورت اتوماتیک روشن خواهد شد و اطلاعات تخلیه می شود و كامپیوتر دوباره خاموش خواهد شد .

7- داخل نرم افزار كامپیوتری این امكان وجود دارد كه این دستگاه هر جای كارخانه نصب شده باشد از طریق سریال به كامپیوتر متصل می شود و داخل نرم افزار كامپیوتری این امكان وجود دارد كه می توان جریان سه فاز و ولتاژ سه فاز را بصورت On Line نمایش می دهد .

8- در داخل نرم افزار این امكان وجور دارد كه می توان سطح پر شدن حافظه دستگاه را مشاهده كرد .

مزایای دستگاه آنالایزر VCA005 :

 

1- بعد از تخلیه اطلاعات هر 24 ساعت می توان نمودار مصرف برق را در نرم افزار Exel رسم نمود و آنالیز لازم را برای برق مصرفی كارخانه مورد نظر انجام داد .

2- از روی نمودار حتی می توان از سالم یا خراب بودن دستگاه هایی كه آمپر آنها مشخص است مطلع شد .

3- از روی نمودار میتوان اگر قطعی برق باشد ساعت قطع و وصل شدن برق را بدست آورد .

4- در داخل نرم افزار كامپیوتری این امكان وجود دارد كه می توان با دادن تاریخ مورد نظر پول برق مصرفی و كیلو وات مصرفی در آن تاریخ رابراساس دادن تعرفه مصرف برق آن كارخانه به نرم افزار بدست آورد .

 سخت افزار دستگاه آنالایزر VCA005 :

 در داخل نرم افزار 2 عدد میكرو پروسور809C51 وجود دارد كه هر یک به تنهایی كار خاصی را انجام می دهند .

 ورودی جریان دستگاه از C/T تابلو می باشد كه در سر راه C/T یک مقاومت 1/0 اهم ، 5 وات مجود دارد كه جریان عبوری از C/T را تبدیل ولتاژ میكند .

C/T :

برای اندازه گیری جریان عبوری از تابلوی برق از این دستگاه استفاده می شود كه این دستگاه در دور شین ورودی كارخانه قرار می گیرد و بر اساس جریان ورودی از شین یک جریان متناسب با آن در C/T برقرار می شود .و رابطه آن امكان دارد به صورت زیر باشد كه بر اساس جریان كارخانه انتخاب می شود .

1000/5 , 1500/5 , 2000/5  و بطور مثال اگر 2000 آمپر كارخانه جریان مصرف كند در داخل C/T  5 آمپر تولید می شود ، حال ما خروجی C/T را به یک مقاومت 1/0 اهم و 5 ولت داده ایم كه این جریان را تبدیل به ولتاژی كند ، یعنی اگر 5 آمپر در C/T تولید شود ولتاژ ایجاد شده دو سر مقاومت 5/0 ولت است :

 

  توجه : جریان تولید شده در C/T یک جریان AC است .

ولتاژ دو سر مقاومت به یک مدار یكسو ساز و تقویت كننده وارد می شود و بعد از یكسو سازی و تقویت با یک ولتاژ تقویت شده و DC خواهیم داشت كه مدار یكسو ساز بصورت زیر می باشد :

                                     مقاومت متغیر R در دست ماست تا بتوانیم گین مدار تقویت كننده را تغییر دهیم ، با این مقاومت د رمدار می توان مدار را كالیبره نمود تا بتواند جریان صحیح را روی LCD نمایش  دهد .

دو عدد دیود ورودی باعث می شود كه اگر ولتاژ ورودی بیشتر از 6/0 ولت شود اتصال كوتاه خواهد شد و باعث می شود تا خروجی از یک اندازه ای بیشتر نشود و به مدارات بعدی صدمه وارد نشود . این مدار ولتاژ ورودی را یكسو می كند و هم در یک گین ضرب می كند از این مدار به همین صورت دو نمونه دیگر وجود دارد كه دو جریان دیگر نیز اندازه گیری خواهد شد .

خروجی این مدارات به ورودی هر كانال ADC808 متصل می شود .

این  (ADC808) IC دارای هشت كانال ورودی است كه سه تا ورودی جریان و سه تا ورودی ولتاژ است . جریان این IC هشت بیت اطلاعات دیجیتال است كه بصورت یک میكروپروسور 89C51 متصل است كه میكرو اطلاعات جریان و ولتاژ را بصورت دیجیتال از این پورت دریافت می كند .

مدارات قسمت نمونه گیری ولتاژ :

 ابتدا ولتاژ ورودی (220 ولت ) با یک تقسیم ولتاژ تبدیل به ولتاژ زیر 5/0 ولت می شود كه بصورت زیر می باشد :

طرز كار ADC 808 :

 در ابتدا آدرس ADC روی كانال صفر تنظیم میشود ، طبق اتصالات دستگاه جریان 1 به كانال صفر ، جریان 2 به كانال یک ، جریان 3 به كانال دو ، ولتاژ 1 به كانال سه ، ولتاژ 2 به كانال چهار و ولتاژ 3 به كانال پنج متصل است .

وقتیكه آدرس ADC  روی كانال صفر تنظیم شد مقدار دیجیتال كه به پورت یک میكرو می رسد مقدار دیجیتال جریان است كه این عدد را هم رو ی LCD نمایش می دهد و هم این عدد را از طریق سریال به میكرو دیگر دستگاه می فرستد

چکیده

فرایند جهانی شدن، به وجود آمدن سازمان‌تجارت جهانی و یکپارچگی بازارهای جهانی، پیشرفتهای سریع و بنیادین تکنولوژیک، پیشرفت های جدید در زمینه‌فناوری اطلاعات، افزایش تغییرات سریع در الگوهای مصرف و تقاضا، تبیین کنترل های آلودگی محیط زیست و حفظ منابع انرژی، کمبود منابع و هزینه‌های بالای آنها، چالشهایی هستند که بنگاه‌ها و صنایع مختلف در عرصة تجارت و فعالیتهای اقتصادی با ان روبرو هستند و ادامة حیات آنها، منوط به تصمیم گیری درست و به موقع در برابر این تغییرات است. در این میان، فرایند جهانی شدن و گسترش بازارهای مصرف و نیز افزایش تعداد رقبا و شدت رقابت، باعث اهمیت بخشیدن به مفاهیمی مانند رقابت‌پذیری و از سوی دیگر، پررنگ شدن مفهوم چابکی شده است.این امر موجب گردیده تا بنگاه‌ها، صنایع و کشورهای مختلف در جهت ارتقای رقابت‌پذیری خود به شناسایی عوامل مؤثر بر رقابت‌پذیری و چابکی به منظور هماهنگی با تغییرات محیطی و با هدف تقویت آنها تلاش کنند.

از سوی دیگر، از انجایی که طی تولید ناب زواید و اتلاف های تولید انبوه حذف می گردد، در دهه 80، بسیاری از شرکتهای مشهور در سرتاسر دنیا شروع به بکارگیری برنامه هایی کردند که به وسیله ان ها بتوانند بهره وری و کیفیت خود را بهبود بخشند.

امروزه نیز عواملی همچون افزایش رقابت در بین شرکت ها، بهبود سرعت تغییرات و متلاطم بودن وضعیت تقاضای مشتریان باعث شده است سطوح و نوع تقاضاها به سرعت در حال تغییر باشند و همگام با جهانی شدن شرکت ها، رقابت جهانی نیز در حال تقویت شود. این مسئله به خوبی نشان می دهد بازارهای محصولات به بلوغ کافی رسیده و مشتریان کالاهایی را تقاضا می کنند که نیازهای مشخص آنها را ارضا نماید. دانشمندان بسیار زیادی بر این باور هستند که برای پوشش چنین بازارهایی ناب شدن [1]یکی از الزامات اجتناب ناپذیر و ضروری شرکت ها می باشد.

همچنین، یکی از صنایع برجسته و رو به رشد کشور ایران، صنعت کاشی است و ایران در صنعت کاشی رو به رشد می باشد به طوری که تاکنون در رده بزرگترین تولیدکنندگان کاشی و سرامیک جهان جای داشته و روز بروز، این صنعت در میزان تولید و افزایش ظرفیت تولید رشد بسزایی دارد. از این رو، در این مطالعه این صنعت در زمینه های مذکور مورد بررسی قرار گرفته است.

در این تحقیق به بررسی ارتباط این متغیرهای موثر بر رقابت پذیری سازمانی پرداخته شده است و ارتباط نابی و چابکی بر رقابت پذیری در صنعت کاشی و سرامیک مورد بررسی قرار می گیرد و شدت تأثیر این مؤلفه ها بر رقابت پذیری بدست خواهد آمد و به منظور دستیابی به این اهداف از تحلیل عاملی اکتشافی با بهره گرفتن از نرم افزار SPSS  و تحلیل عاملی تاییدی با بهره گرفتن از نرم افزار LISREL بهره گرفته می شود.

 فهرست

فصل اول: کلیات تحقیق

1.1. مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………….. 2

2.1. ضرورت و اهمیت تحقیق……………………………………………………………………………………………. 3

3.1. بیان مسئله………………………………………………………………………………………………………………….. 4

4.1. هدف تحقیق……………………………………………………………………………………………………………….. 5

5.1. سئوالات و فرضیات پژوهش……………………………………………………………………………………….. 6

6..1 .قلمرو پژوهش……………………………………………………………………………………………………………… 6

7.1. روش انجام پژوهش…………………………………………………………………………………………………….. 6

8.1. تعریف عملیاتی متغیرها……………………………………………………………………………………………… 8

9.1. جمع بندی………………………………………………………………………………………………………………….. 8

 

فصل دوم: مروری بر ادبیات تحقیق

1.2. مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………….. 11

2.2.کلیاتی پیرامون تولید ناب……………………………………………………………………………………………. 14

1.2.2. ناب بودن………………………………………………………………………………………………………………… 15

2.2.2.تعاریف تولید ناب……………………………………………………………………………………………………… 15

3.2.2. تاریخچه تولید ناب…………………………………………………………………………………………………… 18

4.2.2. نتایج بکارگیری تولید ناب………………………………………………………………………………………… 23

5.2.2. تولید ناب و صنایع ایران…………………………………………………………………………………………… 26

6.2.2. تولید ناب و صنایع کاشی و سرامیک …………………………………………………………………………. 27

7.2.2. مؤلفه های تولید ناب………………………………………………………………………………………………… 29

3.2. چابکی سازمانی…………………………………………………………………………………………………………… 38

1.3.2. مفهوم چابکی و تولید چابک………………………………………………………………………………………. 40

2.3.2.خصوصیات و ویژگی‌های سازمان چابک……………………………………………………………………….. 43

3.3.2. -قابلیت‌های کلیدی چابکی در سازمان……………………………………………………………………….. 46

4.3.2. مؤلفه‌های شکل گیری تولید چابک……………………………………………………………………………. 47

4.2. رقابت پذیری……………………………………………………………………………………………………………….. 51

1.4.2. مفهوم رقابت‌پذیری…………………………………………………………………………………………………… 52

2.4.2. مدل الماس‌ پورتر………………………………………………………………………………………………………. 53

3.4.2.  استراتژی رقابتی ……………………………………………………………………………………………………… 57

1.3.4.2.  تمرکز بر هزینه……………………………………………………………………………………………. 59

1.1.3.4.2. استفاده حد اکثر از ظرفیت تولید ……………………………………………………………… 59

2.1.3.4.2. صرفه جویی در مقیاس………………………………………………………………………… 60

3.1.3.4.2.  پیشرفت های تکنولوژیکی……………………………………………………………………. 60

4.1.3.4.2.  تأثیرات یادگیری/ تجربه……………………………………………………………………… 61

2.3.4.2. استراتژی تمایز محصول………………………………………………………………………………….. 62

4.4.2. استراتژی بهترین شیوه هزینه کردن…………………………………………………………………………….. 63

5.4.2.  استراتژی تمرکز………………………………………………………………………………………………………. 64

6.4.2. جمع بندی مؤلفه های تعیین کننده رقابت پذیری سازمانی………………………………………….. 65

5.2.  نتیجه گیری………………………………………………………………………………………………………………. 67

 

فصل سوم: روش شناسی تحقیق

1.3.  مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………. 69

2.3. معرفی متغیر های تعیین چابکی سازمانی……………………………………………………………….. 70

3.3. معرفی مؤلفه های های تعیین نابی…………………………………………………………………………… 72

4.3. معرفی مؤلفه های تعیین رقابت پذیری……………………………………………………………………. 74

5.3. سئوالات و فرضیات پژوهش……………………………………………………………………………………….. 76

6.3. روش تحقیق………………………………………………………………………………………………………………… 76

7.3. جامعه آماری……………………………………………………………………………………………………………….. 77

8.3. حجم منطقی گروه نمونه…………………………………………………………………………………………… 77

9.3. ابزار گردآوری داده ها…………………………………………………………………………………………………. 79

10.3. روش تجزیه و تحلیل……………………………………………………………………………………………….. 79

1.10.3. تحلیل عاملی ……………………………………………………………………………………………………….. 79

2.10.3. آزمون KMO و کرویت بارتلت ((Bartlett…………………………………………………………….. 82

3.10.3. جدول اشتراکات (Communalities)…………………………………………………………………… 83

4.10.3. جدول واریانس کل استخراج شده ((Total Variance Explained………………………. 83

5.10.3. ماتریس اجزاء (ابعاد) اولیه ……………………………………………………………………………………. 83

6.10.3.. چرخش دورانی و تفسیر………………………………………………………………………………………… 84

7.10.3. جدول ماتریس چرخش یافته(Rotated Component Matrix)…………………………. 84

 

11.3. مدل یابی معادلات ساختاری………………………………………………………………………………….. 85

12.3.  نوع پژوهش…………………………………………………………………………………………………………….. 86

13.3. روایی و پایایی ابزار پژوهش…………………………………………………………………………………….. 87

14.3. نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………………… 93

 

فصل چهارم: تجزیه و تحلیل داده ها

1.4. مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………….. 95

2.4. دسته بندی مؤلفه های مربوط به حوزه چابکی……………………………………………………….. 95

1.2.4. آزمون KMO و کرویت بارتلت (Bartlett) ……………………………………………………………… 99

2.2.4. جدول اشتراکات(Communalities) ……………………………………………………………………… 100

3.2.4. جدول واریانس کل استخراج شده (Total Variance Explained) ………………………… 100

4.2.4. ماتریس اجزاء (ابعاد) اولیه ……………………………………………………………………………………….. 101

5.2.4. جدول ماتریس چرخش یافته (Rotated Component Matrix) ………………………….. 103

6.2.4. تحلیل عاملی تأییدی مؤلفه های مربوط به متغیر چابکی……………………………………………… 107

7.2.4. برونداد نتایج تحلیل عاملی تأییدی متغیرهای چابکی………………………………………………….. 109

8.2.4. تفسیر خروجی(برونداد) تحلیل عاملی تأییدی متغیرهای چابکی……………………………………. 109

3.4. دسته بندی مؤلفه های مربوط به حوزه نابی……………………………………………………………. 112

1.3.4. آزمون KMO و کرویت بارتلت (Bartlett) ……………………………………………………………… 115

2.3.4. جدول اشتراکات (Communalities) ……………………………………………………………………. 116

3.3.4. جدول واریانس کل استخراج شده (Total Variance Explained) ………………………… 116

4.3.4. ماتریس اجزاء (ابعاد) اولیه…………………………………………………………………………………………. 117

5.3.4. جدول ماتریس چرخش یافته (Rotated Component Matrix)…………………………….. 119

6.3.4. تحلیل عاملی تأییدی مربوط به دسته بندی متغیر های نابی………………………………………… 123

7.3.4. برونداد نتایج تحلیل عاملی تأییدی متغیر های نابی…………………………………………………….. 125

8.3.4. تفسیر خروجی(برونداد) تحلیل عاملی تأییدی متغیر های نابی……………………………………… 125

4.4.  دسته بندی مؤلفه های مربوط به حوزه رقابت پذیری…………………………………………… 129

1.4.4.  آزمون KMO و کرویت بارتلت (Bartlett) …………………………………………………………….. 132

2.4.4. جدول اشتراکات (Communalities) ……………………………………………………………………. 133

3.4.4. جدول واریانس کل استخراج شده (Total Variance Explained)………………………….. 133

4.4.4. ماتریس اجزاء (ابعاد) اولیه…………………………………………………………………………………………. 134

5.4.4. جدول ماتریس چرخش یافته (Rotated Component Matrix)……………………………. 136

6.4.4.  تحلیل عاملی تأییدی متغیرهای رقابت پذیری……………………………………………………………. 140

7.4.4.  برونداد نتایج تحلیل عاملی تأییدی متغیر های رقابت پذیری………………………………………. 142

8.4.4.  تفسیر خروجی(برونداد) تحلیل عاملی تأییدی متغیر های رقابت پذیری……………………….. 142

5.4. دسته بندی متغیر های تحقیق…………………………………………………………………………………. 146

1.5.4. آزمون KMO و کرویت بارتلت (Bartlett)……………………………………………………………….. 149

2.5.4. جدول اشتراکات (Communalities) ……………………………………………………………………. 149

3.5.4. جدول واریانس کل استخراج شده (Total Variance Explained)………………………….. 150

4.5.4. جدول ماتریس چرخش یافته (Rotated Component Matrix)……………………………. 150

5.5.4. تحلیل عاملی تأییدی متغیرهای اصلی و فرعی تحقیق  ……………………………………………….. 154

6.5.4. برونداد نتایج تحلیل عاملی تأییدی متغیر های تحقیق…………………………………………………. 156

7.5.4. تفسیر خروجی(برونداد) تحلیل عاملی تأییدی متغیر های تحقیق………………………………….. 156

6.4. تعیین نوع ارتباط بین نابی-چابکی سازمانی و رقابت پذیری سازمانی در صنعت کاشی.158

1.6.4.  برونداد نتایج تحلیل عاملی تأییدی تمامی متغیر های تحقیق………………………………………. 162

2.6.4. تفسیر نتایج تحلیل عاملی تأییدی تمامی متغیر های تحقیق ………………………………………… 162

3.6.4. تشریح و بررسی ارتباط نابی و چابکی بر رقابت پذیری سازمانی…………………………………….. 165

6.4. جمع بندی………………………………………………………………………………………………………………….. 169

 

فصل پنجم: نتیجه گیری

1.5. مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………….. 174

2.5. محدودیتهای پژوهش………………………………………………………………………………………………….. 174

3.5. نتایج تحقیق……………………………………………………………………………………………………………….. 175

1.3.5.  معرفی شاخص های مورد نیاز از حوزه ناب بودن در صنعت کاشی ………………………………. 176

2.3.5. معرفی شاخص های مورد نیاز از حوزه چابک بودن در صنعت کاشی …………………………….. 177

3.3.5.  معرفی شاخص های سنجش رقابت پذیری در صنعت کاشی ………………………………………. 177

4.3.5. تعیین نوع ارتباط بین نابی- چابکی سازمانی و رقابت پذیری سازمانی در صنعت کاشی…… 178

5.3.5. تعیین شدت رابطه تأثیر مؤلفه های نابی و چابکی سازمانی بر رقابت پذیری ………………….. 179

4.5.  پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………………………. 180

5.5. تحقیقات آینده……………………………………………………………………………………………………………. 182

6.5.  جمع بندی…………………………………………………………………………………………………………………. 183

فهرست منابع و مآخذ…………………………………………………………………………………………………………. 208

فهرست جداول

جدول 1.2.  برخی مزایا و منافع تولید ناب……………………………………………………………………… 25

جدول 2.2. حوزه ها و برنامه های بهبود نابی در 27 شرکت ناب…………………………………… 32

جدول 3.2. ابزارها و اصول نظام تولید ناب به نقل از مک لاچلین…………………………………. 33

جدول 4.2.  طبقه بندی ابزارها و مؤلفه ها  اصلی و فرعی تولید ناب……………………………. 35

جدول 5.2. تعاریف و مفاهیم تولید چابک و چابکی………………………………………………………… 42

جدول 6.2. معیارهای بیست گانه تولید چابك…………………………………………………………………. 49

جدول 1.3.  متغیر های تعیین چابکی……………………………………………………………………………… 71

جدول2.3. متغیر های تعیین نابی…………………………………………………………………………………….. 73

جدول3.3. متغیر های تعیین رقابت پذیری……………………………………………………………………… 75

جدول 4.3. مقدار آلفای کرونباخ محاسبه شده برای متغیر های نابی……………………………. 90

جدول 5.3. مقدار آلفای کرونباخ محاسبه شده برای متغیر های چابکی……………………….. 91

جدول 6.3. مقدار آلفای کرونباخ محاسبه شده برای متغیر های رقابت پذیری…………….. 92

جدول 1.4. معرفی مؤلفه های چابکی………………………………………………………………………………. 97

جدول 2.4. جدول آزمون KMO و کرویت بارتلت متغیر های چابکی………………………….. 99

جدول 3.4. جدول ماتریس اجزاء (ابعاد) اولیه متغیر های چابکی………………………………….. 102

جدول 4.4. جدول ماتریس چرخش یافته متغیر های چابکی………………………………………… 104

جدول5.4. دسته بندی سؤالات چابکی…………………………………………………………………………….. 105

جدول 6.4. برونداد تحلیل عاملی تأییدی مربوط به متغیر های چابکی…………………………. 109

جدول 7.4. معرفی مؤلفه های نابی…………………………………………………………………………………… 113

جدول 8.4. جدول آزمون KMO و کرویت بارتلت متغیرهای نابی………………………………… 115

جدول 9.4. جدول ماتریس اجزاء (ابعاد) اولیه متغیرهای نابی……………………………………….. 118

جدول 10.4.جدول ماتریس چرخش یافته متغیرهای نابی…………………………………………….. 120

جدول11.4. دسته بندی مؤلفه های نابی…………………………………………………………………………. 121

جدول 12.4. برونداد تحلیل عاملی تأییدی مربوط به متغیر های نابی…………………………… 125

جدول 13.4. معرفی مؤلفه های رقابت پذیری…………………………………………………………………. 130

جدول 14.4. جدول آزمون KMO و کرویت بارتلت متغیرهای رقابت پذیری………………. 132

جدول 15.4. جدول ماتریس اجزاء (ابعاد) اولیه متغیرهای رقابت پذیری……………………… 135

جدول 16.4. جدول ماتریس چرخش یافته متغیرهای رقابت پذیری…………………………….. 137

جدول17.4. دسته بندی مؤلفه های رقابت پذیری………………………………………………………….. 138

جدول 18.4. برونداد تحلیل عاملی تأییدی مربوط به متغیر های رقابت پذیری……………. 142

جدول 19.4. معرفی متغیر های فرعی……………………………………………………………………………… 147

جدول 20.4. جدول آزمون KMO و کرویت بارتلت متغیرهای فرعی…………………………… 149

جدول 21.4. جدول ماتریس چرخش یافته متغیرهای فرعی…………………………………………. 151

جدول22.4.  دسته بندی متغیر های فرعی…………………………………………………………………….. 152

جدول 23.4. برونداد تحلیل عاملی تأییدی مربوط به تمامی متغیر های تحقیق………….. 156

جدول 24.4. برونداد تحلیل عاملی تأییدی تمامی متغیر های تحقیق…………………………… 162

جدول 1.5. معرفی شاخص های مورد نیاز از حوزه ناب بودن در صنعت کاشی…………… 176

جدول 2.5. معرفی شاخص های مورد نیاز از حوزه چابک بودن در صنعت کاشی……….. 177

جدول 3.5. معرفی شاخص های سنجش رقابت پذیری در صنعت کاشی…………………….. 178

فهرست اشکال و نمودارها

شکل 1.2.مدل الماس پورتر……………………………………………………………………………………………….. 53

شکل 1.3. نمودار متغیر های تعیین چابکی…………………………………………………………………….. 71

شکل2.3. نمودار متغیر های تعیین نابی…………………………………………………………………………… 73

شکل3.3. نمودار متغیر های تعیین رقابت پذیری……………………………………………………………. 75

نمودار 1.4.  نمودار متغیر ها و مؤلفه های تعیین چابکی……………………………………………….. 106

نمودار2.4. نمودار تحلیل عاملی تأییدی مؤلفه های مربوط به متغیر چابکی…………………. 108

نمودار 3.4. نمودار متغیر ها و مؤلفه های تعیین نابی……………………………………………………… 122

نمودار4.4. نمودار تحلیل عاملی تأییدی مربوط به دسته بندی متغیر های نابی…………… 124

نمودار 5.4. نمودار متغیر ها و مؤلفه های تعیین رقابت پذیری………………………………………. 139

نمودار 6.4. نمودار تحلیل عاملی تأییدی متغیر های رقابت پذیری………………………………… 141

نمودار 7.4. نمودار متغیر های تحقیق……………………………………………………………………………….. 153

نمودار 8.4. نمودار تحلیل عاملی تأییدی متغیرهای فرعی تحقیق…………………………………. 155

نمودار 9.4. نمودار تحلیل عاملی تأییدی تمامی متغیر های تحقیق……………………………….. 161

نمودار 10.4. نمودار T-value مربوط به تمامی متغیرهای تحقیق……………………………….. 164

فصل اول

کلیات تحقیق

مقدمه

 

فرایند جهانی شدن، به وجود آمدن سازمان‌تجارت جهانی و یکپارچگی بازارهای جهانی، پیشرفتهای سریع و بنیادین تکنولوژیک، پیشرفت های جدید در زمینه‌فناوری اطلاعات، افزایش تغییرات سریع در الگوهای مصرف و تقاضا، تبیین کنترل های آلودگی محیط زیست و حفظ منابع انرژی، کمبود منابع و هزینه‌های بالای آنها، چالشهایی هستند که بنگاه‌ها و صنایع مختلف در عرصة تجارت و فعالیتهای اقتصادی با آن روبرو هستند و ادامة حیات آنها، منوط به تصمیم گیری درست و به موقع در برابر این تغییرات است. در این میان، فرایند جهانی شدن و گسترش بازارهای مصرف و نیز افزایش تعداد رقبا و شدت رقابت، باعث اهمیت بخشیدن به مفاهیمی مانند رقابت‌پذیری و از سوی دیگر، پررنگ شدن مفهوم چابکی شده است.این امر موجب گردیده تا بنگاه‌ها، صنایع و کشورهای مختلف در جهت ارتقای رقابت‌پذیری خود به شناسایی عوامل مؤثر بر رقابت‌پذیری و چابکی به منظور هماهنگی با تغییرات محیطی و با هدف تقویت آنها تلاش کنند.

از سوی دیگر، از انجایی که طی تولید ناب زواید و اتلاف های تولید انبوه حذف می گردد، در دهه 80، بسیاری از شرکتهای مشهور در سرتاسر دنیا شروع به بکارگیری برنامه هایی کردند که به وسیله آن ها بتوانند بهره وری و کیفیت خود را بهبود بخشند((Cua & Colleagues, 2001)(White & Prybutok, 2001) (Mieir & Forrester, 2002). در سال 1990 ووماک[2] و همکارانش از دانشگاه MIT با چاپ کتابی با عنوان« تولید ناب؛ ماشینی كه جهان را تغییر داد» تولید ناب را به عنوان تركیبی از مدل تولید سنتی فورد و مدل كنترل اجتماعی در محیط تولید ژاپنی، به جامعه جهانی معرفی کردند(فرخ،1383) (Mieir & Forrester, 2002).

امروزه نیز عواملی همچون افزایش رقابت در بین شرکت ها، بهبود سرعت تغییرات و متلاطم بودن وضعیت تقاضای مشتریان باعث شده است سطوح و نوع تقاضاها به سرعت در حال تغییر باشند و همگام با جهانی شدن شرکت ها، رقابت جهانی نیز در حال تقویت شود. این مسئله به خوبی نشان می دهد بازارهای محصولات به بلوغ کافی رسیده و مشتریان کالاهایی را تقاضا می کنند که نیازهای مشخص آنها را ارضا نماید(Suzaki,  2000)(Marin & Delgado, 2000)(Porter, 1990) (Bonavia & Marin, 2006). دانشمندان بسیار زیادی بر این باور هستند که برای پوشش چنین بازارهایی ناب شدن [3]یکی از الزامات اجتناب ناپذیر و ضروری شرکت ها می باشد (Mieir & Forrester, 2002)(Womack & Colleagues,1990)،(Womack & Jones,1996)، (Krafcik, 1988)(Lee, 1996)(Macduffie, 1995)(Sohal & Egglestone, 1994)(Bonavia & Marin, 2006).

همچنین، از انجایی که یکی از صنایع برجسته و رو به رشد کشور ایران، صنعت کاشی است و ایران در صنعت کاشی رو به رشد می باشد به طوری که تاکنون در رده بزرگترین تولیدکنندگان کاشی و سرامیک جهان جای داشته و با توجه به رشد روز بروز این صنعت در میزان تولید و افزایش ظرفیت تولید، در این مطالعه این صنعت در زمینه های مذکور مورد بررسی قرار گرفته است.

2.1. ضرورت و اهمیت تحقیق

هر شرکتی که در یک صنعت رقابت می‌کند دارای استراتژی رقابتی خواه آشکار یا ضمنی است. اهمیت خاصی که امروزه شرکت‌های مختلف برای تدوین استراتژی قائل هستند، مبین این عقیده است که در فرایند آگاهانه تدوین استراتژی فواید ارزشمندی نهفته است. از جمله فواید این است که انتخاب استراتژی (اگر نتواند فعالیتهای بخشهای اجرایی را تضمین کند) حداقل به مدیران شرکت این اطمینان را می‌دهد که سیاستهای این بخشها دارای هماهنگی بوده و در راستای اهداف معینی باشند. توجه زیاد به امر برنامه‌ریزی استراتژیک سؤالاتی را که مدتها ذهن مدیران را به خود مشغول داشته بیش از پیش برجسته نموده است: چه عاملی رقابت را در صنعت مورد فعالیت ما و یا صنایعی که قصد ورود به آنها را داریم، پیش می‌برد؟ فعالیت احتمالی رقبا به چه صورت خواهد بود و بهترین راه برای واکنش در برابر اقدامات احتمالی آنها چیست؟ سیر پیشرفت صنعت مورد فعالیت ما به چه صورت خواهد بود؟ چگونه می‌توان شرکت را در بهترین موقعیت برای رقابت دراز مدت قرار داد؟

با این حال در فرایندهای برنامه‌ریزی استراتژیک رسمی بیشتر تأکید بر این است که سؤالات به‌صورت منظم و سازماندهی شده ارائه شوند، نه اینکه صرفاً به آنها جوابی داده شود. تکنیکهایی که اغلب توسط شرکتهای مشاور برای جوابگویی به این سؤالات ارائه شده است، به جای چشم‌انداز صنعت، یا بیشتر بر روی یک شرکت با تولیدات متنوع تمرکز دارند و یا صرفاً یک جنبه از ساختار آن صنعت نظیر رفتار هزینه‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهند. در اینصورت نمی‌توان انتظار داشت از طریق آن به تمام جنبه‌ها و پیچیدگی‌های رقابت در آن صنعت دست یافت. یکی از صنایع برجسته و رو به رشد کشور ایران، صنعت کاشی است که با توجه به مسائل مطرح شده در بالا، نیاز به بررسی و کارشناسی بیشتری در